Jak zbudować przetwornicę 12VDC na 230VAC 100W bez transformatora?

Czy spotkał się ktoś z przetwornicą 12VDC na 220VAC zbudowaną bez użycia transformatora sieciowego (ma mieć mały ciężar i rozmiary)? Chodzi mi o taką budowę, gdzie z 12VDC wytwarzane jest napięcie ok. 310VDC w przetwornicy impulsowej, a następnie napięcie to jest przetwarzane na 230VAC 50Hz (najlepiej sinus) w falowniku. Moc urządzenia to 100W. O ile ze zbudowaniem przetwornicy 12/310VDC może jakoś sobie poradzę (a może nie), to nie wiem, jak można by zrobić do tego falownik-chodzi mi po głowie zastosowanie modulacji PWM dla uzyskania sinusa na wyjściu.
Bardzo proszę o porady lub też schematy,jeśli takie istnieją.

Witam!
Są UPS-y działające na tej zasadzie bez trafo.
Cześć!

Przerabiałem ten temat. Pierwszy stopień 12VDC na 310VDC zbudowałem na SG3525 i BUZ 345. Schody zaczęły się w drugim stopniu przetworzenia na 230VAC 50Hz. Zbudowałem mostek na IRF 750 sterowany generatorem 50Hz, niestety na wyjściu nie udało mi się uzyskać pełnej sinusoidy tylko przebieg prostokątny.

Masz może schemat tego co zrobiłeś? Albo schemat jakiegoś UPSa działającegona takiej zasadzie.

Schematu UPS-a nie posiadam ale podaj adres emaila, to ci wyślę schemat przetwornicy którą zbudowałem.

stasiu001(_at_)o2.pl
Z góry wielkie dzięki.

No i jest problem ze zrobieniem sinusoidy na wyjściu. Może ktoś wie jak się z tym uporać?

Może dwa PWM, którym na wejście , zamiast Vref, podawać na przemian połówkę sinusoidy? Jeden kluczowałby plusem a drugi minusem. Może nawet wystarczyłby jeden, tylko przełączany?

Moje prywatnew zdanie na temat tego typu przetwornic jest takie że wykorzystanie transformatora powoduje bardziej bezawaryjną pracę lub w przypadku awarii łatwiejszą naprawę bo wymieniamy tylko dwa tranzystory a nie 4 jak miało to miejsce w przetwornicach made in P.R.C. generalnie dym szedł z nich bardzo szybko a z moich konsrukcji na CD 4047 i BUZ11 opartych o trafo dym poszedł tylko raz i to z winy małego zwarcia na wyjściu . Konstrukcja tego typu była "testowana" na mrozie w okresie przedświątecznym. Przy mocy 100W ciężar też nie będzie stanowił problemu. Co do sinusa na wyjściu można tylko w jakim celu? Przy obciążeniach rezystancyjnych np. żarówki to nie gra roli przy przetwornicach impulsowych automatyka generalnie też sobie radzi. Na przetwornicy tego typu bez problemu działa laptop.

Gdzies mi sie obilo o oczy kluczowanie napiecia stalego PWM, z tym, ze szerokosc impulsow zalezala od oczekiwanej chwiowej wartosci napiecia. Czyli jesli sinusoidka ma miec maksimum impulsy najszersze, gdy zero - najkrotsze. Oczywiscie przy przejsciu przez zero zmiana polaryzacji. Z tym, ze trzeba by bylo zastosowac jakis filtr dolnoprzepustowy, ktory by zostawil 50Hz, o wycial czestotliwosc PWM... Ciekawe, czy da sie to w ogole zrobic dla takiego napiecia i mocy?

Da się, przecież tak działają falowniki. Tylko ktoś to musi opracować.

Zrobiłbym to właśnie tak, jak napisał Loker. Ale też nie wiem jak ma wyglądać ten filtr wyjściowy, bo chyba sam kondensator włączony równolegle do wyjścia to za mało. Pozdrawiam.

oj panowie,
nie takie to proste, uzyskanie sinusoidy z prostokąta przy takiej mocy to nie zadanie dla układów rózniczkujących i całkujących ale dla specjalizowanego mikrokontrolera i szybkich tranzystorów przełączających MOSFET. W warunkach amatorskich zadanie bezsensowne, UPS o takiej mocy można kupić już za 200zł i nie ma szans wykonać tyego taniej samemu

Witam!
Można spróbować zrobić sinusoidę z przebiegu trójkątnego (jak w tanich generatorach akustycznych). Niestety nie robiłem tego i nie wiem czy "da radę". A cha - trójkąt aproksymuje się do sinusoidy za pomocą diod.
Cześć!

Można wysterować mostek tranzystorów przełączających MOSFET układem HIP 4082 sterowanym z mikrokontrolera. Ograniczeniem jest wartość napięcia zasilania dla HIP-a 80V. Dlatego musiałby być zastosowany transformator na wyjściu aby podnieść napięcie do 220V.

Może robienie tego jest bez sensu, ale ja mam to po prostu zrobić, bo to moja praca dyplomowa. Owszem, można kupić coś takiego w sklepie, ale chyba nie wypada, no bo trochę własnej pracy trzeba w to włożyć.

Na pewno aby uzyskać w przybliżeniu w prosty sposób z prostokąta sinus trzeba pokombinować wstawiając w szereg z obciążeniem układ LC.

jezeli chcesz uzyskac sinus na wyjsciu - logiczna i chyba njlepsza kofniguracja to:

potwornica z 12/24 na 300V - układ PUSH PULL lub FULL BRIDGE

Sterowanie - specjalizowany sterownik PWM (pełno tego wszedzie)
lub mikrokontroler (ew. mikrokontroler sygnałowy- np. rodzina TMS320F24x (LF24Xxx) , bądź DSPIC)

na wyjściu falownik - układ FULL lub HALF bridge - sterownie za pomoca mikrokontrolera sygnałowego w wyjściami PWM- j.w.

na samym koncu - specjalnie zaprojektowany filtr LC wycinający nośną PWM

dośc łatwo to zaimplementowac własnie na rodzinie mikrokontrolerow sygnałowych TMS320F24x/ LF24xx (no moze poza oprogramowaniem -trzeba nad tym posiedzieć )


Drivery dla MOSFETów - polecam wszelkie IRy - nie ma znimi problemu przy tak małych mocach


jezeli do sterowania wszystkiego uzyjemy tylko jednego kotrolera - uzyskamy dośc duże uproszczenie cżęśc elektronicznej (TMS 320F241/3 mają po 6+2PWMy)

(a np. TMS320LF2401 posiada ich 6+1 )

jezeli na wyjsciu falownika sterowanego bez PWM zastosujemy filtr LC - to uzyskamy przebieg zblizony kształtem do sinusoidy.
filtr przy układzie z PWM będzie miał mniejsze gabaryty

takie rozwiązanie wydaje mi sie najlogiczniejsze


aaa - jezeli chodzi o układy HIP - są dośc wrażliwe i delikatne - łatwo je zatłuc i są dośc drogie - chyba nie warto sie w nie bawić - ale umożliwiają zbudowanie całego modulatora PWM

coberr ładnie to opisałeś ale może coś z praktyki: dysponujesz programem do mikrokontrolera który opiałeś oraz schematem falownika i filtra LC?

jeżeli chodzi o shcemat -to ni ebędzie on taki strasznie skomplikowany

natomiast jesli chodzi o program-janapisalem trzeba troszkę posiedzieć

ja na prace dyplomową realizowałem mały falownik trojfazowy steorwany własnie procesorem TMS320F243.
(w zasadzie stanowisko laboratoryjne)

jesli chciałbys wiedzieć więcej szczegółów - wyslij m,i cos na maila o twoim projekcie - co to za dyplom, gdzie go realizujesz i na jakim etapie jestes - zobacze co da się zrobić w tym temacie

Dodano po 1 [minuty]:

aha - jezeli chodzi o wyjsciowe filtry LC - to widzialem w jakichs książkach opracowani - ale sam szukam rzetelnych materiałów na ten temat

alecos tak czuje ze juz po dyplomie - bo cos Stasiu 001 sie nie odzywa

jezeli chodzi o schemat blokowy (lub częściwo ideowy) to nie ma problemu - dosc dokładnie moge to naryswac w Visio.

jesli chodzi o oprogramowanie- to przy TMSach trzeba troche posiedzieć

Moze ktos ma jakis schemat takiej przetwornicy? Coberr, moze pokazesz nam schemat z twojej pracy dyplomowej???

Witam.

Przyznam szczerze - że wolałbym tego raczej ie umieszczac na forum

Pozatym tego jest jakies 8 stron A4 schematów

ale jesli byłoby zainterewsowanie taką przetwornicą (falownikiem)

opartym na procesorze sygnałowym- to mogę rozpocząć nad tym prace:).

mialem sie juz za to brac rok temu - ale jak dotąd nie mam jakoś motywacji

Witam!

Jedno pytanko od poczatkujacego. Po co jest ten mikrokontroler?
Czy nie starczy zwykly komperator z trojkatem i sinunsem na wejsciu?
Wyjscie poprzez Bridge-Driver poszloby na Half-Bridge z Mosfetami lub IGBT. Pozniej przez filter tschebyscheva 3 , 4 stopnia i na wyjsciu byloby cos w podobie do sinusa.

Pozdrawiam

na wyjsciu nie ma być "cos podobnego do sinusa" - tylko ma byc mozliwie najczystszy sinus .

a jesli chodzi o pytanie "dlaczego mikrokontroler? "

- to co mozliwe - przerzucaj na strone programową; to co niemozliwe - na strone sprzętową.
układ stanie sie prosty, elastyczny i bardziej niezawodny.

oczywiście że mozna zaprojektoeać układ pełniący tego typu funkcję na np.kilku czy kilkunastu wzmacniaczach operacyjnych i mnoóstwem elementow RC wokół - tylko pytanie - czy szlag Cie nie trafi -jesli będziesz miał w przyszlości cos takiego uruchamiać, serwisować i szukac usterki
Widziałem juz piękne konstrukcje inzynierskie - naprawde - dopracowane w drobnych szczegółach(sam podziwiałem:) ) - tylko jak sie czasem patrzy na płytke takiego układu to włos sie na głowie jeży - tyle tam tego napchane....
mozna tworzyć skomplikowane układy - tylko po co?
(wredne i mało stabilne z upływem czasu - a ponadto wrażliwe na temperature i wilgoć )

tu wystarczy procesor DSP (lub jakis mocniejszy kontroler z wyjściami PWM ) z dopracowanym programem,kilka driverow na wyjscie; jakies wzmacniacze w układach pomiaru pradu i napięc, standardowe elementy w stopniach mocy.

jezeli chodzi o układ FULL BRIDGE lepiej zeby siedzial po stronie wysokonapieciowej nie na pierwotnej - z prostej przyczyny - niepotrzebne straty mocy na MOSFETACH (2 w szeregu z uzwojeniem a nie jeden)
co prawda mamy tutaj wybor - albo PUSH PULL i dzielone uzwojenie pierwotne ALBO FULL BRIDGE i jedno uzwojenie pierwotne

tosamo dotyczy half bridge - lepiej zeby siedzial po stronie wysokonapieciowej

Ze wzgledu własnie na niskie napiecie strony pierwotnej (12-24V) raczej llepszy będzie PUSH PULL (mniejsze straty mocy na połprzewodnikach - okupione niestety koniecznoscią dowiniecia uzwojenia i tym samym gorszego wykorzystania trafa)

no chyba ze sie mylę w tej kwestii - to niech mnie ktos poprawi

Zbudowałem przetwornicę 12V/310VDC. Moc około 300W. Interesuje mnie przekształcenie tego napięcia na 220V "czysty sinus" jak wyżej pisze coberr.Chciałbym zaoferować swoją pomoc w rozwiązaniu tego problemu w formie praktycznych doświadczeń, ponieważ teoria i programowanie mnie przerasta.

Sory, że sie nie odzywałem, ale mi neta odcięli, bo dwa próbne miesiące z neostrady się skończyły. Mam pytanie do Coberra: Czy do wytworzenia sygnału PWM do sterowania tranzystorów wyjściowych wystarczy procek z rodziny 8051 lub AVR z funkcją PWM, ponieważ o sygnałowych nie mam pojęcia. Jeśli możesz, to wyślij mi schemat tego falownika, który robiłeś. Pozdrawiam.

witam

jeżeli chodzi o schemat -obawiam się -że Tobie on kompletnie nie pomoże.
to był falownik trójfazowy małej mocy- zaś jedyna potwornica,ktora tam siedziała -była przetwornicą małej mocy opartą na scalaku SG3525 - w układzie PUSH-PULL - dostarczającą napięć dla Driverów pracujących na pływającym potencjale - to wsio.

U Ciebie trzeba tworzyć układ od nowa.
i bedzie napewno prostszy (a przynajmniej tak mi sie zdaje:) )

jerzeli chodzi o wykorzystanie uC 8-bitowych z wyjściami PWM to:

-trzeba sprawdzić "rozdzielczość" rejestrow w układach PWM.
(jesli sie okaze - że również są 8-bitowe - to nie ma wielkiej tragedii - jednak będzie to wpływało na wpółczynnik zaw. wyższych harmonicznycj
w przebiegu wyjściowym (THD) - wiąże się to z tym że będziesz miał tablice okrojone do 8 bitów - a zatem tak na dobrą sprawę nie ma sensu tworzyć tablicy pełnego sinusa wiekszej niz 256 próbek/okres
(w sumie w wiekszosci zastosowan to wystarcza)
chyba że zastosujesz tablicę dla połówki lub ćwiartki okresu - a resztę wyliczyszz programowo - ale z tym wiąże się punkt drugi.
- zastosowany uC powinien być w miarę mozliwości szybki ;jesli jest to rodzina 8051 - to dobrze byłoby - aby był to kontroler taktowany zegarem 20-30MHz (i więcej - ostro wskazane)

-jezeli zaś nie dyspnujesz akurat prockiem z rodziny 51 z wyjsciami PWM (te procki - np 552 ,535 są juz droższe i SMD)
to proponuję się zagłębić w lekturę PDFów układów 8253/8254 INTELa.
Są to bardzo ciekawe -aczkolwiek leciwe juz scalaczki.
Natomiast mogą znakomicie odciązyć procek i w połączeniu np ze standardową wersją 8051/52/31/32 mogą stanowić juz niezły układ generujący przebieg PWM.


ja sam kiedyś myslałem żeby sobie poeksperymentować z takim zespołem - no ale lenistwo nie zna granic

(jeżeli dysponujesz książką "Anatomia PC" - to ten scalak jest tam m.in. dość dokładnie opisany.
a stosowany był w starych komputerach klasy XT (w nowszych cały ten scalak zaszyty jest w chipset (trochę uogólnione to stwierdzenie) )

- aha - funkcja PWM musi być sprzętowa a nie programowa
(a przynajmniej najlepiej by było żeby tak było )


a tak w ogóle - kontynuujesz ten dyplom? - bo nic o nim nie napisałeś


(taaa - no własnie też sie męczę z wspaniałą nerwostradą z naszej kochanej telekompromitacji polskiej -opcja 2 mies. )

Ja też potrzebuję wykonać taką przetwornicę - nie musi być na wyjściu czysty sinus, byle coś podobnego. Może da się rozwiązać takie coś przez sterowanie PWM na pierwotnej? Nie stać mnie na UPSa, nawet zepsutego, a potrzebuję przetwornicy o możliwie dobrych parametrach. Mam teraz prostokątną na trafo sieciowym, ale po podłączeniu czegoś (np. wzmacniacza) znika napięcie z wyjścia na kilka sekund... poza tym moc jest za mała żeby odpalić np. monitor z cewkami degauss.

Zrobienie takiego UPS a bedzie troche trudne , ponizej dane
z profesjonalnych urzadzen full sinus

UPS 220 V 60 Hz

..Ups...............Batt.............U......Cut off....Czas pracy.....Sprawnosc
1 kVA.......7x12V..12Ah......97V......73.5V.......10 min.............71%
2 kVA.....16x12V....7Ah...214.1V...168.0V.......10 min.............78%

Elektronika byla rozbudowana (kilka plytek) i do tego wielkie trafo bo urzadzenia pracowaly on line.

Pozdrawiam